Ⅱ型固有淋巴樣細(xì)胞在嗜酸性粒細(xì)胞性慢性鼻竇炎發(fā)病機(jī)制中的作用研究進(jìn)展

習(xí)洋綜述 陶澤璋審校

慢性鼻竇炎(chronic rhinosinusitis，CRS)是指病程超過12周的鼻及鼻竇黏膜的炎性疾病。嗜酸性粒細(xì)胞性慢性鼻竇炎(ECRS)是其中的一個(gè)亞型，其免疫病理機(jī)制以Th2細(xì)胞反應(yīng)和明顯的嗜酸性粒細(xì)胞浸潤為特征。其易伴發(fā)嗅覺障礙、哮喘等相關(guān)疾病，治療易復(fù)發(fā)。目前在鼻科學(xué)領(lǐng)域，ECRS仍然為一個(gè)棘手的疾病，因其病因和發(fā)病機(jī)制不甚明了，治療效果不甚滿意。因此探討ECRS的發(fā)病機(jī)制及新的治療方法尤為重要。

Ⅱ型固有淋巴樣細(xì)胞(ILC2s)是由共同祖淋巴細(xì)胞發(fā)育而來的一種新型淋巴細(xì)胞，不同于傳統(tǒng)淋巴細(xì)胞，其不表達(dá)譜系發(fā)育分子Lineage(Lin-)，也不表達(dá)抗原特異性受體(TCR或BCR)。近來發(fā)現(xiàn)，ILC2在Th2細(xì)胞免疫反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用，是先天性免疫和適應(yīng)性免疫的樞紐。研究顯示，ILC2與哮喘、變應(yīng)性鼻炎中亢進(jìn)的Th2細(xì)胞免疫反應(yīng)關(guān)系密切，然而ILC2在ECRS中的發(fā)病機(jī)制尚未闡明。筆者就目前有關(guān)ILC2與ECRS發(fā)病的關(guān)系做一綜述。

1 慢性鼻竇炎的分類及發(fā)病機(jī)制

1.1 慢性鼻竇炎的分類 慢性鼻竇炎(CRS)是耳鼻咽喉頭頸外科的常見疾病，其病因?qū)W及病理生理機(jī)制復(fù)雜。通常表現(xiàn)為2個(gè)主要癥狀：鼻塞、黏膿性鼻涕；次要癥狀：嗅覺減退、頭面部悶脹沉重感，并且持續(xù)超過12周。其中，4種癥狀中必須有2種以上，主要癥狀必具其一，且使用前鼻鏡或鼻內(nèi)鏡可見中鼻道或嗅裂有黏膿性分泌物。CRS根據(jù)是否伴鼻息肉可分為：(1)慢性鼻竇炎不伴鼻息肉(chronic rhinosinusitis without nasal polyps，CRSsNP)；(2)慢性鼻竇炎伴有鼻息肉(chronic rhinosinusitis with nasal polyps，CRSwNP)。根據(jù)炎性細(xì)胞浸潤情況分為：(1)嗜酸粒細(xì)胞浸潤型(ECRS)；(2)非嗜酸粒細(xì)胞浸潤型(非ECRS)。目前臨床上對ECRS的診斷主要是根據(jù)病理組織中的嗜酸性粒細(xì)胞百分比。部分研究認(rèn)為，組織嗜酸性粒細(xì)胞占總炎性細(xì)胞的百分比大于10%，則該組織表現(xiàn)為嗜酸性粒細(xì)胞炎性反應(yīng)[1]。ECRS是Th2介導(dǎo)的嗜酸性粒細(xì)胞炎性反應(yīng)，非ECRS是Th1介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞炎性反應(yīng)。ECRS更易伴發(fā)息肉生長，預(yù)后較差，且更易復(fù)發(fā)。組織學(xué)研究表明[2]，大多數(shù)歐洲和美國CRSwNP患者的鼻息肉組織中嗜酸性粒細(xì)胞增多和高表達(dá)Th2細(xì)胞因子(即IL-4、IL-5、IL-13)，在過去20年中，隨著亞洲國家工業(yè)化發(fā)展，其CRSwNP患者中嗜酸性粒細(xì)胞炎性反應(yīng)的比例有了很大的增加。并且嗜酸性與非嗜酸性CRSwNP患者相比，前者炎性反應(yīng)浸潤更顯著，水腫更明顯，呈現(xiàn)Th2極化現(xiàn)象[3]。

1.2 嗜酸性粒細(xì)胞鼻竇炎免疫病理機(jī)制的特點(diǎn) ECRS的病因和發(fā)病機(jī)制仍有爭議，多種免疫細(xì)胞和炎性介質(zhì)參與其發(fā)病。目前主要認(rèn)為由上皮免疫屏障功能的破壞及上皮衍生的炎性反應(yīng)相互作用引起。

上皮免疫屏障功能主要由上皮組成的物理屏障、局部先天的抗菌反應(yīng)、黏液纖毛的自主清除功能和上皮來源的炎性反應(yīng)共同構(gòu)成。在ECRS中，由葡萄球菌產(chǎn)生的真菌，過敏原和毒素是鼻黏膜中關(guān)鍵的起始炎性反應(yīng)的誘發(fā)因素。與此同時(shí)，其氣道上皮細(xì)胞長期受以IL-4為代表的Th2細(xì)胞因子的刺激，從而導(dǎo)致上皮免疫屏障出現(xiàn)異常破壞。其可能的機(jī)制，IL-4等促炎因子一方面促進(jìn)鼻息肉的增生，另一方面造成鼻黏膜上皮細(xì)胞在形成物理屏障中的緊密連接方面存在缺陷[4]。從而導(dǎo)致其上皮通透性改變，因此空氣環(huán)境中的抗原(如病毒、變應(yīng)原、香煙煙霧等觸發(fā)因素)進(jìn)入下層黏膜的可能性進(jìn)一步增加。同時(shí)，抗原和免疫系統(tǒng)之間的相互作用增強(qiáng)并介導(dǎo)了局部的炎性反應(yīng)[4]。此外，越來越多的證據(jù)表明ECRS患者的鼻黏膜纖毛清除功能受到損害，機(jī)制可能與ECRS患者鼻黏膜中Pendrin蛋白的表達(dá)增加有關(guān)。Pendrin是一種陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能夠增加黏液的產(chǎn)生，從而影響纖毛的自主擺動(dòng)，抑制其清除功能。而2類細(xì)胞因子(如IL-4和IL-13)能夠增強(qiáng)Pendrin的表達(dá)[5]。因此，有足夠的證據(jù)表明ECRS中的氣道上皮不能充分地阻止微生物、過敏原或任何其他抗原進(jìn)入下層黏膜組織。

在免疫屏障功能降低的情況下，上皮層損傷的可能性增加(由微生物、過敏原和任何其他抗原或刺激物誘發(fā))，上皮產(chǎn)生的炎性細(xì)胞因子如胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)、IL-25和IL-33增加[6]，從而使先天性免疫細(xì)胞被激活并定向產(chǎn)生大量的Ⅱ型細(xì)胞因子(特別是IL-4、IL-5和IL-13)，進(jìn)一步導(dǎo)致大量嗜酸性粒細(xì)胞、Ⅱ型局部和全身炎性反應(yīng)。損傷的上皮細(xì)胞產(chǎn)生的TSLP通常在CRSsNP和CRSwNP中增加，但僅在后者中有OX40-配體(OX40-L)的表達(dá)。OX40-L是激活TSLP誘導(dǎo)的炎性反應(yīng)所需的第二信號[7]，其介導(dǎo)Th2細(xì)胞和Ⅱ型固有淋巴樣細(xì)胞(ILC2s)的激活。受到TSLP激活后，ILC2和肥大細(xì)胞產(chǎn)生Ⅱ型細(xì)胞因子，如IL-4、IL-5和IL-13[8]，與T細(xì)胞不同，ILC2不需要抗原來激活，它們可以快速調(diào)動(dòng)這些細(xì)胞因子，從而介導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞的募集和激活[9]，肥大細(xì)胞的活化[10]，以及促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生IgE。

2 ILC2概論

固有淋巴細(xì)胞(innate lymphoid cell，ILC)是由共同淋巴樣祖細(xì)胞發(fā)育而來的一種非B、非T細(xì)胞的新型淋巴細(xì)胞，不表達(dá)譜系發(fā)育分子Lineage(Lin-)，也不表達(dá)抗原特異性受體(TCR或BCR)。自從發(fā)現(xiàn)固有淋巴樣細(xì)胞以來，對其發(fā)育、可塑性和功能的認(rèn)識(shí)有了很大的提高。到目前為止，根據(jù)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)和細(xì)胞因子的產(chǎn)生，已經(jīng)確定了4組ILCs，類似于公認(rèn)的CD4+T細(xì)胞分類[11]。Ⅰ型固有淋巴細(xì)胞(ILC1)包括NK細(xì)胞和ILC1，產(chǎn)生經(jīng)典的Th1型細(xì)胞因子，如干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)。Ⅱ型固有淋巴細(xì)胞(ILC2)產(chǎn)生Th2型細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-9和IL-13。Ⅲ型固有淋巴細(xì)胞(ILC3)以分泌Th17細(xì)胞因子IL-17和IL-22為特征。除經(jīng)典的ILC3外，淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞(LTI)也被認(rèn)為是Ⅲ型固有淋巴細(xì)胞的一部分。在人胚胎發(fā)生和某些炎性反應(yīng)狀態(tài)中，LTI已被證明控制淋巴器官的發(fā)生[11]。新描述的調(diào)節(jié)性固有淋巴細(xì)胞(ILCregs)被歸類于第4組ILC,其特征是產(chǎn)生類似于調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分泌的IL-10[12]。

2001年，F(xiàn)ort第一次在T、B 淋巴細(xì)胞缺陷的 RAG基因敲除小鼠中發(fā)現(xiàn)ILC2，并發(fā)現(xiàn)這類細(xì)胞在IL-25的刺激下產(chǎn)生IL-5、IL-13。早期研究表明，ILC2主要通過細(xì)胞因子IL-25、IL-33和胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)在鼻黏膜中激活。同時(shí)ILC2也受到其他因子的調(diào)控，例如，IL-1家族細(xì)胞因子、TNF超家族可以通過激活NF-κB和AP-1途徑促進(jìn)ILC2分泌IL-5和IL-13，而脂質(zhì)介質(zhì)(LTC4、LTD4、PGD2)和神經(jīng)肽NMU等則可通過NFAT途徑促進(jìn)IL-4的產(chǎn)生；作為ILC2的抑制因子，IFN-1、IFN-2和IL-27等因子及糖皮質(zhì)激素等可抑制ILC2細(xì)胞因子分泌，影響其功能變化[13]。在體內(nèi)，活化的ILC2通過表達(dá)IL-5誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞的聚集增多，表達(dá)IL-13以促進(jìn)氣道高反應(yīng)性、杯狀細(xì)胞增生及黏液的產(chǎn)生來誘發(fā)先天性Ⅱ型炎性反應(yīng)。同時(shí)，刺激B細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞分別釋放IgE和IL-4發(fā)揮免疫作用。

ILC2s不僅能夠產(chǎn)生Th2類細(xì)胞因子(如IL-5、IL-13)，并高表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白3(GATA3)[14]。通過標(biāo)記CRTH2，ILC2能夠從其他ILC亞群中鑒別出來。與ILC1和ILC3相比，在健康個(gè)體中，未檢測到ILC2細(xì)胞的功能亞群。而在炎性反應(yīng)狀態(tài)下，ILC2細(xì)胞的體外研究表明，該亞群在克羅恩病患者腸道中同時(shí)產(chǎn)生Th2型和Th1型細(xì)胞因子(IL-13和IFN-γ)[15]。ILC2在人體各組織中分布不均，并且頻率普遍低于NK細(xì)胞。在人的回腸、血液、肺或鼻組織中，其占CD45+細(xì)胞總數(shù)的0～0.1%[16]。在黏膜組織和皮膚中，ILC2和ILC3更多，有時(shí)甚至超過NK細(xì)胞[17]。然而，一般每個(gè)組織的ILC組成是相對穩(wěn)定的,如血液中NK細(xì)胞始終多于ILC2和ILC3細(xì)胞。

3 ILC2與嗜酸性粒細(xì)胞性鼻竇炎

3.1 嗜酸性鼻竇炎鼻息肉組織中的ILC2 Mjosberg等[16]于2011年首次報(bào)道，在慢性鼻竇炎患者鼻息肉及外周血中存在大量CRTH2+CD127+ILC2細(xì)胞，該細(xì)胞高表達(dá)CRTH2+，并在IL-25和IL-33刺激下可產(chǎn)生大量IL-13等促炎因子，介導(dǎo)2型免疫應(yīng)答亢進(jìn)的免疫疾病。Ho等[18]將鼻黏膜組織中嗜酸性粒細(xì)胞大于10個(gè)/HPF的患者定義為ECRS,發(fā)現(xiàn)鼻息肉在ECRS中的檢出率明顯高于非ECRS患者，表明鼻息肉更易繼發(fā)于ECRS。同時(shí)發(fā)現(xiàn)與非ECRS的患者相比，ECRS鼻息肉組織中ILC2s的檢出率明顯增高，并且發(fā)現(xiàn)ILC2s在鼻息肉中的檢出率與組織和血液嗜酸性粒細(xì)胞增多、過敏狀態(tài)、哮喘狀態(tài)和鼻部癥狀評分呈正相關(guān)。Walford等[19]報(bào)道嗜酸性鼻息肉中ILC2s高于非嗜酸性鼻息肉和CRSsNP鼻黏膜中的ILC2。系統(tǒng)性糖皮質(zhì)激素治療可使ECRS患者的鼻息肉組織中ILC2s降低50%。地塞米松可抑制以真菌為變應(yīng)原的小鼠模型肺組織中Th2細(xì)胞因子的產(chǎn)生和ILC2s的增殖，并在體內(nèi)外誘導(dǎo)ILC2s凋亡，從而減輕過敏反應(yīng)[19]。綜上所述，ILC2s可能在嗜酸性鼻竇炎伴鼻息肉炎性反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。糖皮質(zhì)激素可能是通過抑制Th2和ILC2s的產(chǎn)生與增殖而減少鼻息肉組織的生成。

Bal等[20]報(bào)道ILC2在暴露于Th1炎性環(huán)境時(shí)具有轉(zhuǎn)化為ILC1的潛力，如在IL-12存在下，ILC2會(huì)產(chǎn)生IFN-γ。但鼻息肉中富集的嗜酸性粒細(xì)胞分泌的大量IL-4可以逆轉(zhuǎn)組織中的ILC2向ILC1轉(zhuǎn)化。研究亦表明，ILC2s與鼻息肉中累積的嗜酸性粒細(xì)胞共定位。這些結(jié)果可以表明，在微環(huán)境改變的影響下，ILC亞組的構(gòu)成可能發(fā)生變化，鼻息肉中的ILC2與嗜酸性粒細(xì)胞之間的相互影響可能對Th2型炎性反應(yīng)的擴(kuò)增至關(guān)重要，并且嗜酸性鼻竇炎伴鼻息肉患者中ILC2表型可能是由IL-4所介導(dǎo)維持的。

3.2 嗜酸性鼻竇炎中ILC2的激活與抑制

3.2.1 上皮細(xì)胞來源IL-33、IL-25和TSLP的作用：越來越多的證據(jù)表明，上皮源性細(xì)胞因子IL-33、IL-25和TSLP是Th2型炎性反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，并通過ST2受體、IL-17受體B和TSLPR(TSLP受體)激活I(lǐng)LC2s發(fā)揮效應(yīng)功能[21-22]。Kouzaki等[23]研究表明，ECRS患者鼻息肉組織中IL-25、IL-33、TSLP表達(dá)水平明顯高于非ECRS和對照患者。免疫組化結(jié)果顯示，ECRS鼻黏膜上皮細(xì)胞中IL-33、IL-25和TSLP的表達(dá)均增高。另外，TSLP和IL-25的mRNA表達(dá)與ECRS的CT評分呈正相關(guān)，IL-33的濃度與浸潤的嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)呈正相關(guān)，IL-25的表達(dá)水平則與其病理分級呈正相關(guān)[18]。研究證實(shí)體外培養(yǎng)的ECRS患者鼻黏膜上皮細(xì)胞分泌IL-33、IL-25和TSLP顯著高于非ECRS患者和正常對照組[23]。這些上皮源性細(xì)胞因子可在屋塵螨、鏈格孢菌、金黃色葡萄球菌蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶的刺激下從培養(yǎng)的鼻上皮細(xì)胞釋放出來，并且快速激活I(lǐng)LC2s，導(dǎo)致Ⅱ型細(xì)胞因子的產(chǎn)生、嗜酸性粒細(xì)胞浸潤和杯狀細(xì)胞增生，從而介導(dǎo)嗜酸性鼻竇炎[23-24]。這些結(jié)果表明IL-33、IL-25和TSLP在ECRS鼻息肉組織中表達(dá)上調(diào)，并通過刺激ILC2S釋放大量Th2細(xì)胞因子參與ECRs嗜酸性炎性反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展。

3.2.2 脂質(zhì)介質(zhì)：半胱氨酸白三烯(CysLTs)和前列腺素D2(PGD2)是常見的變應(yīng)性疾病脂質(zhì)介質(zhì)，是ILC2s的有力刺激因子,其功能受體CysLT1和CRTH2均由人ILC2s表達(dá)[25-26]。脂質(zhì)介質(zhì)主要通過與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合，增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平，從而激活I(lǐng)LC2。研究表明[27]，嗜酸性鼻息肉中CysLTs和PGD2的組織濃度高于CRSsNP患者和健康對照組。PGD2合成酶在ECRS中的表達(dá)也增加并與嗜酸性粒細(xì)胞浸潤呈正相關(guān)[28]。這些結(jié)果表明，ECRS患者鼻息肉中CysLTs和PGD2的增加刺激ILC2s產(chǎn)生Th2細(xì)胞因子，在ECRS的嗜酸性炎性反應(yīng)過程中也起著重要作用。

3.2.3 轉(zhuǎn)分化細(xì)胞因子：ILC2s上表達(dá)IL-1β受體[17]。IL-1β屬于與IL-33類似的IL-1細(xì)胞因子家族，在宿主對感染和損傷的防御反應(yīng)中起關(guān)鍵作用。IL-1β可由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞產(chǎn)生[29]，在嗜酸性鼻息肉中IL-1β濃度升高[30]。因?yàn)镮L-1β可誘導(dǎo)ILC2s轉(zhuǎn)分化為ILC1樣表型，因此其可能是ILC2s的負(fù)調(diào)控因子[31]。IL-12、TGF-β和IFN-γ是ILC2s的其他潛在負(fù)性調(diào)節(jié)因子，但這些細(xì)胞因子在ECRS中的濃度并不升高，其具體的作用機(jī)制尚待進(jìn)一步研究[32]。

3.2.4 促炎細(xì)胞因子與炎性細(xì)胞：ILC2s在嗜酸性CRSwNP中激活并促進(jìn)Th2細(xì)胞為主的炎性反應(yīng) 。與非嗜酸性CRSwNP患者相比，嗜酸性CRSwNP患者鼻息肉中Th2細(xì)胞也增多[33]。在嗜酸性鼻息肉中，IL-4、IL-5、IL-13等Th2細(xì)胞因子在mRNA水平和蛋白水平均有較高的表達(dá)[34]。IL-4和IL-13是控制上皮細(xì)胞分泌黏液、B細(xì)胞和漿細(xì)胞產(chǎn)生IgE、巨噬細(xì)胞活化和組織重塑的關(guān)鍵細(xì)胞因子[35]。IL-5在嗜酸性粒細(xì)胞的趨化、激活和存活中起重要作用[36]。最近的研究表明，處于完全活化狀態(tài)的嗜酸性粒細(xì)胞可導(dǎo)致炎性反應(yīng)、組織損傷和微生物殺傷，而處于部分活化狀態(tài)的嗜酸性粒細(xì)胞有助于免疫調(diào)節(jié)和組織修復(fù)[37]。嗜酸性粒細(xì)胞與上皮細(xì)胞的相互作用在嗜酸性粒細(xì)胞炎性反應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。有研究證明，人氣道上皮細(xì)胞[NCI-H292(人肺黏液表皮樣癌細(xì)胞系)]與嗜酸性粒細(xì)胞系-1細(xì)胞或外周血嗜酸性粒細(xì)胞共培養(yǎng)，可刺激上皮細(xì)胞分泌5AC黏蛋白、IL-8和促進(jìn)纖維化的細(xì)胞因子，如血小板衍生生長因子和血管內(nèi)皮生長因子，導(dǎo)致杯狀細(xì)胞化生和組織重塑[38]。

3.3 嗜酸性鼻竇炎與外周血ILC2s ILC2s可通過外周血循環(huán)進(jìn)入鼻黏膜。Tojima等[39]研究在不同條件下CRS患者血液中ILC2s的情況，包括哮喘和變應(yīng)性鼻炎。結(jié)果表明，CRS患者外周血ILC2s比例與正常對照組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，ECRS患者與非ECRS患者的ILC2s水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與非ECRS患者相比，ECRS患者的血嗜酸性粒細(xì)胞百分比明顯增高，而血嗜酸性粒細(xì)胞增多癥患者和哮喘患者的血ILC2s明顯減少。另一方面，變應(yīng)性鼻炎患者的血清IgE水平明顯高于正常對照組。

然而在過敏性哮喘患者血ILC2s水平明顯高于變應(yīng)性鼻炎患者和健康對照者[40]。Smith等[41]報(bào)道，在口服大劑量皮質(zhì)類固醇激素治療的重度哮喘患者血液中檢測到產(chǎn)生Th2細(xì)胞因子的ILC2s仍然明顯多于輕度哮喘患者。Jia等[42]研究表明，未控制的哮喘患者中IL-13+ILC2顯著高于部分控制的哮喘患者，而對未控制的患者進(jìn)行有效治療后，當(dāng)癥狀得到良好控制時(shí)，血中IL-13+ILC2的水平顯著下降。對花粉過敏的變應(yīng)性鼻炎患者在花粉季節(jié)血液中ILC2s也明顯升高，并可被特異性免疫療法抑制[43]。變應(yīng)性鼻炎患者暴露于鼻貓變應(yīng)原后，血液中ILC2s水平增加[44]。

這些結(jié)果表明，血ILC2s的增加可能反映了Ⅰ型過敏免疫反應(yīng)和哮喘的嚴(yán)重程度，但在ECRS患者中并沒有增加。

4 小 結(jié)

越來越多的證據(jù)表明，ILC2s通過產(chǎn)生大量Th2細(xì)胞因子在ECRS的病理生理過程中發(fā)揮重要作用。雖然ILC2s的調(diào)節(jié)十分復(fù)雜，但大量研究表明，IL-33、IL-25、TSLP等上皮源性細(xì)胞因子和CysLTs、PGD2等二十烷類細(xì)胞因子對ILC2s的活化起重要作用。ILC2s的調(diào)節(jié)將是治療難治性和/復(fù)發(fā)性ECRS的一種新的治療方法。